彈 簧 鋼
彈簧鋼的特點—彈簧主要在動載荷下工作,即在沖擊、振動的條件下,或在交變應(yīng)力作用下工作,利用彈性變形來吸收沖擊能量,起緩沖作用。
由于彈簧經(jīng)常承受振動和長期在享變應(yīng)力作用下工作,主要是疲勞破壞,故彈簧鋼必須具有高的彈性極限和高疲勞極限。此外,還應(yīng)有足夠的韌性和塑性,以防止在沖擊力作用下突然脆斷。
在工藝性論方面,彈簧鋼應(yīng)具有較好的淬透性和低的過熱、脫碳敏感性。降低彈簧表面粗糙度能提高疲勞壽命。
為了獲得所需的性能,彈簧鋼必須具有較高的含碳量。碳素彈簧鋼的含碳量在0.6-0.9%之間,由于碳素彈簧鋼的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超過10-15mm的彈簧。對于截面尺寸較大的彈簧,必須采用合金彈簧鋼。合金彈簧鋼碳含量在0.45-0.75%之間,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它們的主要作用是提高淬透性和回火穩(wěn)定性,強化鐵素體和細化晶粒,有效地改善彈簧鋼的力學性能,其中Cr ,W ,Mo還能提高鋼的高溫強度。
在熱狀態(tài)下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以上)
在冷狀態(tài)下成型的彈簧(直徑或厚度一般在10mm以下)
熱成型彈簧的熱處理工藝--用這種方法成型彈簧多數(shù)是將熱成型和熱處理結(jié)合在一起進行的,而螺旋彈簧則大多數(shù)是在熱成型后再進行熱處理。這種彈簧鋼的熱處理方式是淬火+中溫回火,熱處理后組織為回火托氏體。這種組織的彈性極限和屈服極限高,并有一定的韌性。
冷成型彈簧的熱處理工藝--對于用冷軋鋼板、鋼帶或冷拉鋼絲制成的彈簧,由于冷塑性變形使材料強化,己達到彈簧所要求的性能。故彈簧成型后只需在250C左右范圍內(nèi),保溫30min左右的去應(yīng)力處理,以消除冷成型彈簧的門應(yīng)力,并使彈簧定型即可。
耐熱彈簧鋼的熱處理--內(nèi)燃機的氣閥彈簧是在較高溫度下工作,有的還存在腐蝕性氣氛,因此必須選用特殊的彈簧鋼和合適的熱處理規(guī)范。
彈簧鋼用途介紹
55Si2Mn--特性:強度大、彈性極限好,屈服比值高,熱處理后韌性較好,焊接性差,冷變形塑性低,切削性尚好,淬透性較65、65Mn鋼高,臨界淬透直徑:油中約為25~57mm;水中約為44~88mm;此鋼宜油淬、水淬時有形成裂紋傾向,無回火脆性傾向,且具有抗回火穩(wěn)定和抗松弛穩(wěn)定性;鋼中夾雜物較高,軋制較困難,表面易出疵病,脫碳傾向大;適宜在淬火并中溫回火狀態(tài)下使用。用途:適用于制造鐵道車輛、汽車、拖拉機等承受中等載荷的扁形彈簧、直徑<25mm的螺旋形彈簧、緩沖彈簧以及汽缸安全閥門等高應(yīng)力下工作的重要彈簧。
55CeMnA、60CrMnA--特性:具有較高的強度、塑性,焊接性差、可切削性尚可,淬透性比硅錳或硅鉻彈簧鋼好,油中臨界高,脫碳傾向比硅錳鋼低,回火脆性傾向較大,故應(yīng)選擇合適的回火溫度和冷卻速度;一般在淬火并中溫回火狀態(tài)下使用。用途:適用于制造汽車、拖拉機等工業(yè)上制造較大載荷和應(yīng)力條件下工作的板彈簧和直徑較大(可達50mm)的螺旋形彈簧。
彈簧鋼熱處理方式 |
彈簧鋼按其加工成型方式分為熱成型和冷成型兩類,由于加工方式的不同,在后續(xù)的熱處理方式也不盡相同,具體如下: 1熱成型彈簧的熱處理 直徑或板厚大于10-15mm的大型彈簧件,多用熱軋盤條拉拔的鋼絲或鋼板制成。 加工及熱處理為:先把彈簧鋼絲加熱到高于正常淬火溫度50-80℃的條件下熱卷成型,然后淬火+中溫回火,獲得彈性極限和疲勞強度極佳的回火索氏體。彈簧鋼淬火加熱應(yīng)選用少氧或無氧化的設(shè)備如鹽浴爐、保護氣氛爐等,防止氧化脫碳。 彈簧鋼熱處理后還要進行噴丸處理,強化表面,產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力,提高疲勞強度。 熱軋彈簧鋼采用的工藝流程為:扁鋼剪斷——>加熱壓彎成形后余熱淬火+中溫回火+噴丸——>包裝。 2冷成型彈簧的熱處理 直徑小于8mm的彈簧件,常用冷拔鋼絲冷卷成形。冷拉鋼絲制造工藝及后續(xù)熱處理,主要是以下三類: 1)鉛浴處理冷拉鋼絲 先將鋼絲連續(xù)拉拔三次,總變形量達到50%,接著加熱到Ac3以上溫度使其奧氏體化,隨后在450-550℃的鉛浴中等溫處理,奧氏體轉(zhuǎn)化為索氏體組織。屈服強度為1600Mpa,冷卷成形后,在200-300℃退火消除應(yīng)力即可。 2)油淬火回火鋼絲 鋼絲拉拔到處理尺寸后,進行油淬火回火。這類鋼絲的強度不如鉛浴處理的鋼絲,但性能均勻一致,成本較低。冷卷成形后,進行去應(yīng)力處理。 3)退火狀態(tài)鋼絲 將鋼絲拉拔到規(guī)定尺寸,再進行退火處理。軟化后的鋼絲冷卷成形后,需經(jīng)過淬火+中溫回火后才能獲得所需的力學性能。 |